Sistemas Fotovoltaicos

Los sistemas fotovoltaicos se definen como el conjunto de módulos fotovoltaicos o paneles fotovoltaicos, que tienen como fin generar energía eléctrica, también conocida como energía solar fotovoltaica.

Para conocer más acerca del funcionamiento de estos sistemas. Debemos empezar, por conocer la energía. Para que el consumo de energía sea sustentable, es decir que se pueda cubrir la demanda de energía y no comprometa el consumo de las futuras generaciones. Se debe considerar crear una combinación de las energías alternas, debido a que son prácticamente inagotables y amigables al medio ambiente.

Por ende, la energía solar, eólica, hidráulica, geotérmica y la biomasa son consideradas las fuentes de energía del presente hacia un futuro mejor. Dado que, la cantidad de energías renovables disponibles en el mundo es suficiente para cubrir la demanda energética actual.

Hablando de potencial energético, los combustibles fósiles tienen: el carbón (250 años), Gas Natural (65 años), Petróleo (50 años) comparados a la energía generada por el sol. Sin embargo, en solo una hora, el sol transmite la cantidad de energía equivalente a la consumida en un año. Por eso, la energía solar es una de las principales opciones para producir calor (energía solar térmica) y/o eléctrica (energía solar fotovoltaica) para casas hasta industrias. Su importancia y factibilidad es debido a:

Su potencial para generarse, volviéndola prácticamente infinita.
Es escalable, es decir se pueden instalar sistemas pequeños hasta sistemas grandes con más de 200 paneles fotovoltaicos.
Se puede producir la energía “in sitio”, lo que ahorra costos de distribución.
Su capacidad de ser suministrada tanto a zonas urbanas y rurales.
Su generación implica un menor costo comparado a los procesos convencionales usados con los recursos no Renovables.
Implica un beneficio para las economías locales.
No daña al medio ambiente, sin gases invernadero, libre de ruido y varias emisiones.
El periodo de Recuperación varía entre 3 a 4 años para casas.
Es tecnología con poco o nulo mantenimiento, probada, durable y confiable.

La tecnología fotovoltaica en general comprende el uso de: los paneles solares (módulos fotovoltaicos), el conversor, baterías solares y las conexiones con cable fotovoltaico. Su función principal es convertir la luz del Sol directamente a electricidad.

Los módulos fotovoltaicos están hechos de silicio, que es un conductor de cargas positivas y negativas. La luz del sol, los protones, hacen contacto con los paneles. A manera que, el choque de electrodos negativos y positivos generados por el protón es lo que genera una carga eléctrica directa (Lo que llamamos, Corriente Directa). La función del conversor, es transformar la corriente directa del panel solar a la Corriente Alterna, que es la energía que transporta CFE.

Es importante resaltar, que los paneles solares producen la energía en base a estos rayos de sol. Por lo que, depende en cierta medida de las condiciones climáticas. Aún, con cielos nublados, es posible obtener hasta 50% de la producción normal diaria. Sin embargo, cuando las condiciones de luz son muy difusas no se genera electricidad, ni prende el inversor.

Entre mayor sea el número de paneles que generen la Corriente Directa, mayor será la producción de electricidad. El conjunto de paneles conectados unos con otros por cableado fotovoltaico hacia un conversor o batería es un: Sistema Fotovoltaico. Hay tres tipos de sistemas fotovoltaicos: Interconectados a la Red (ON – GRID), los Aislados (OFF – GRID) e Híbridos.

Sistemas fotovoltaicos que suministran energía a la Red Eléctrica

Si partimos desde que los paneles solares generan lo que conocemos como la Corriente Directa (CD) y que, al ir conectado con el convertidor, este la transforma en Corriente Alterna.

La diferencia con los sistemas aislados, es su conexión directa con la red eléctrica. Esta puede ser realizada de diversas maneras:

Medición Neta (Net – Metering): Este tipo de conexión es más conocido en E.U.A. donde, la electricidad generada por el Sol, se cobra en base a la energía (CA en kWh) de salida. En cuestión al pago, algunos estados siguen el precio general de la electricidad causando así que el usuario minimiza su costo. Sin embargo, llega a ser un incentivo para los proveedores de luz, debido a que existen periodos de demanda, denominados “picos de demanda” (Del mediodía al atardecer). Lo que implica pagar altos precios en el mercado, al tener que comprar energía adicional.

Otra forma es que, la energía generada por el consumidor, sea consumida al momento. De tal forma que el exceso o la energía no consumida, será enviada y almacenada en la red Eléctrica. Si la energía requerida, no es producida por el consumidor, esta es obtenida por la Red Eléctrica. Lo principal es que el consumidor no se quede sin luz.

Suministro total en la Red (Full Feed – in)

La diferencia con la conexión anterior, es que toda la energía generada es “enviada” a la red eléctrica. El proveedor, paga acorde al kWh producido por los paneles solares. Este sistema es más conocido en México, que en el caso de su proveedor de energía descuenta de su cuenta de consumo los kWh producidos vs a los consumidos. En caso de haber requerido energía “extra” generada por el proveedor; se cobran los kWh consumidos, según tu esquema de pago. Este tipo de subsidio, se implementó por primera vez en Alemania y ha sido un buen incentivo para la difusión del uso de energías verdes.

Sistemas fotovoltaicos Aislados

Estos sistemas no son conectados a la red eléctrica. Sin embargo, tienen la estructura similar al sistema interconectado a la red. La diferencia empieza después de que los paneles solares han generado la energía de Corriente Directa esta se almacena directamente en baterías y de esta forma se van recargando según su uso. Este tipo de sistema, se utiliza generalmente para equipos electrónicos, alumbrado público y hogares donde no hay servicio de CFE.

Otro uso frecuente es para realizar el suministro de agua potable tanto para los ciudadanos como para el uso agrícola. Esto se logra, por medio de bombas y pequeñas plantas de tratamiento de agua.

A diferencia de los generadores diésel, es que estos sistemas son autosuficientes (dado que cuentan con su propio controlador de energía), no utilizan combustible, requiere poco mantenimiento y pueden variar de tamaño. Este sistema “Aislado” se utilizado durante más de 20 años para el desarrollo de comunidades rurales.

Sistemas Híbridos

Este sistema permite combinar la energía fotovoltaica con otros tipos de energías renovables. Sin embargo, primero hay que considerar las condiciones locales. Se puede conseguir un generador fotovoltaico para construir una pequeña red eléctrica incorporando recursos como: la energía hidráulica, eólica o biomasa.

Por ejemplo: Se puede unir la energía fotovoltaica con un generador eólico. De manera similar, se puede incorporar una planta hidráulica. En caso que el sistema se encuentre cerca de un río durante todo el año.

Otra opción es integrarlo con un generador de aceite vegetal. Esta combinación es muy adecuada en caso que las plantas de aceites cultivadas, sean refinadas localmente y no estén compitiendo con los cultivos de productos básicos.

Debido al volátil precio del petróleo, el cultivo de plantas autóctonas como combustible se ha vuelto una opción viable. Dado que, durante el proceso de crecimiento de la planta absorberá la misma cantidad de , que es generado cuando su aceite es usado como combustible, permitiendo que se neutralicen las emisiones de carbono.

La opción que se usa más para los usuarios DAC, es el uso del Sistema Interconectado. Ya que trae beneficios en la cuenta de luz enviada por el proveedor de energía del país. Sin embargo, si necesita asesoría acerca de los sistemas fotovoltaicos y saber cuál sería el ideal caso. No dude en contactarnos, estamos para servirle.